廣西“一村一圖”工程設(shè)計(jì)與實(shí)施

陳金金，黃春燕

廣西地圖院，廣西 南寧 530023

目前，利用現(xiàn)代測(cè)繪地理信息技術(shù)助力防止返貧動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，開展“一村一圖”工程建設(shè)，將地理信息公共服務(wù)延伸到廣大農(nóng)村，能切實(shí)解決農(nóng)村地區(qū)地圖和地理信息數(shù)據(jù)匱乏的問題，為鄉(xiāng)村振興建設(shè)、應(yīng)急指揮、空間規(guī)劃等提供地圖保障。

影像地圖兼有像片和地圖的特征，能將地形、地物等地表景觀準(zhǔn)確、直觀、形象、全面地反映出來，相比常規(guī)地圖能更好地滿足空間規(guī)劃、資源監(jiān)測(cè)等工作的需求[1]。目前，地圖保障服務(wù)與測(cè)繪地理信息建設(shè)涉及村級(jí)的較少[2]，而常規(guī)服務(wù)地圖，如市縣級(jí)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)級(jí)衍生村級(jí)地圖所表達(dá)的內(nèi)容不夠詳實(shí)、信息不夠直觀，不便于駐村干部開展工作。

廣西轄14 個(gè)設(shè)區(qū)市，111 個(gè)縣（區(qū)、市），1118 個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)、街道，16453 個(gè)行政區(qū)、社區(qū)。目前自治區(qū)、設(shè)區(qū)市、縣級(jí)行政區(qū)域有16 開至全開的各種開幅地圖，并可做到半年或年度更新。而覆蓋全廣西的鄉(xiāng)鎮(zhèn)級(jí)地圖只有2010 年完成的全開影像掛圖以及個(gè)別鄉(xiāng)鎮(zhèn)定制的鄉(xiāng)鎮(zhèn)級(jí)專題地圖，村級(jí)地圖嚴(yán)重空缺。因此，利用現(xiàn)有基礎(chǔ)測(cè)繪數(shù)據(jù)成果及地圖生產(chǎn)工藝制作村級(jí)基礎(chǔ)地理地圖，為新農(nóng)村建設(shè)提供強(qiáng)有力的地圖保障，是服務(wù)鄉(xiāng)村振興的重要舉措之一。

1 總體設(shè)計(jì)

此項(xiàng)目基于地理國(guó)情監(jiān)測(cè)成果及廣西多尺度快速制圖數(shù)據(jù)，整合鄉(xiāng)村振興如具體村屯信息、特色產(chǎn)業(yè)發(fā)展等專題資料，利用計(jì)算機(jī)制圖技術(shù)，結(jié)合影像地圖生產(chǎn)工藝，建立廣西“一村一圖”地圖數(shù)據(jù)庫(kù)。項(xiàng)目組在制作樣圖模板庫(kù)的基礎(chǔ)上，配合快速出圖系統(tǒng)，建立起基于知識(shí)規(guī)則庫(kù)[3]的“一村一圖”快速出圖模塊，使用統(tǒng)一協(xié)調(diào)的模板和格式，實(shí)現(xiàn)村級(jí)地圖的快速批量化編制。

項(xiàng)目使用的基礎(chǔ)底圖以地理國(guó)情監(jiān)測(cè)正射影像圖為底，疊加廣西多尺度快速制圖數(shù)據(jù)的矢量境界、交通、地名數(shù)據(jù)，配以統(tǒng)一的附圖、圖例、圖外整飾。

2 技術(shù)路線

傳統(tǒng)影像地圖的編制流程主要分為資料收集與預(yù)處理、圖幅設(shè)計(jì)與樣圖制作、數(shù)據(jù)處理及符號(hào)化、圖面配置與整飾、質(zhì)量檢查、成果輸出等6 個(gè)階段。

此項(xiàng)目在制作工藝上，將傳統(tǒng)影像地圖分割式的制作方法進(jìn)行優(yōu)化，嵌合數(shù)據(jù)處理、影像選取、制圖綜合、附圖制作以及地圖整飾等環(huán)節(jié)，減少冗余操作，提升出圖效率，達(dá)到每幅3～5 min 的基礎(chǔ)底圖出圖速度，半年內(nèi)能完成1500 幅村級(jí)影像地圖的制作工作。工藝流程如圖1 所示。

圖1 “一村一圖”工藝流程圖

3 工程建設(shè)實(shí)施

3.1 數(shù)據(jù)資料的收集與整理

3.1.1 基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)資料的收集與整理

項(xiàng)目組首先收集現(xiàn)勢(shì)性好、規(guī)范性強(qiáng)的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)，包括廣西全區(qū)的多尺度快速制圖數(shù)據(jù)、地理國(guó)情監(jiān)測(cè)的最新高分辨率正射影像數(shù)據(jù)等。其次對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、更新、編輯，根據(jù)制圖需要，整合地名點(diǎn)、交通及附屬設(shè)施、境界、水系等重要地理要素以及影像數(shù)據(jù)，對(duì)所選取的數(shù)據(jù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)化構(gòu)建，可以在不同制圖任務(wù)區(qū)域范圍內(nèi)遷移，從而形成“一村一圖”制圖數(shù)據(jù)庫(kù)。制圖數(shù)據(jù)庫(kù)的具體數(shù)據(jù)分層情況如表1 所示。

表1 “一村一圖”基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫(kù)分層情況表

（1）進(jìn)行數(shù)據(jù)拼接、投影轉(zhuǎn)換、屬性轉(zhuǎn)換、空間相關(guān)要素選取、分層重組及屬性維護(hù)等數(shù)據(jù)整合工作。

（2）利用最新影像數(shù)據(jù)對(duì)道路、水系進(jìn)行套合匹配處理。

（3）通過相關(guān)數(shù)據(jù)處理工具完成水系要素流向處理、結(jié)構(gòu)線處理、路網(wǎng)構(gòu)建、境界套合處理及圖面符號(hào)沖突檢查與處理等工作。

（4）利用制圖系統(tǒng)導(dǎo)出符號(hào)化后的地圖，檢查制圖質(zhì)量。對(duì)于制圖成果圖面存在不合理的符號(hào)壓蓋、堆疊及連通性等問題進(jìn)行地圖數(shù)據(jù)修改。

（5）對(duì)正射影像進(jìn)行勻光、勻色處理后按照行政區(qū)域范圍拼接形成影像數(shù)據(jù)庫(kù)；保留原影像數(shù)據(jù)精度，沒有缺損，接邊完好；拼接的影像底圖圖像清晰、亮度適中、色調(diào)均勻，內(nèi)部影像接邊部位圖形及顏色過渡自然。

3.1.2 專題數(shù)據(jù)資料的收集與整理

項(xiàng)目組首先通過自然資源、農(nóng)業(yè)農(nóng)村等部門和實(shí)地調(diào)查收集有關(guān)專業(yè)資料，如村屯人口、原貧困戶、特色產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目、旅游景點(diǎn)、鄉(xiāng)村規(guī)劃等專題資料；之后將收集、整理、更新、核查后的各類數(shù)據(jù)整理建庫(kù)，形成“一村一圖”專題數(shù)據(jù)庫(kù)。

3.2 地圖知識(shí)庫(kù)設(shè)計(jì)和制圖模板制作

為保證地圖表現(xiàn)形式的統(tǒng)一，實(shí)現(xiàn)地圖的標(biāo)準(zhǔn)化，項(xiàng)目組根據(jù)專題表達(dá)規(guī)則、制圖色彩規(guī)則、制圖模板規(guī)則對(duì)制圖知識(shí)規(guī)則[4]進(jìn)行配置設(shè)計(jì)。項(xiàng)目組通過對(duì)地圖整飾、符號(hào)庫(kù)設(shè)計(jì)、注記配置表達(dá)以及附圖等規(guī)則進(jìn)行統(tǒng)一設(shè)計(jì)，形成標(biāo)準(zhǔn)的制圖模板文件，并可根據(jù)制圖需求，制作傾向性不同的地圖模板，如突出交通要素、遙感影像要素等。

3.2.1 符號(hào)庫(kù)設(shè)計(jì)

地圖符號(hào)是地圖內(nèi)容的具體表現(xiàn)形式[5]，地圖符號(hào)設(shè)計(jì)需考慮準(zhǔn)確性、形象性及相似性。影像地圖中的影像本身具有豐富的地物信息，且勻色后的色彩較為豐富，因此，項(xiàng)目組在專題符號(hào)的設(shè)計(jì)上要著重考慮色彩、尺寸，保證符號(hào)指示清晰、便于辨認(rèn)、不過多遮蓋影像地物，并且具有統(tǒng)一性和協(xié)調(diào)性。

地圖用色要與地圖用途相協(xié)調(diào)，各地圖要素層的用色要能給人以鮮明的層次感，整體上色彩配合要協(xié)調(diào)美觀[5]。區(qū)別于普通專題地圖，在配置影像地圖的專題要素時(shí)，要最大限度地保證影像所傳遞的信息量不被削減，因此在進(jìn)行樣圖設(shè)計(jì)時(shí)，點(diǎn)層、線層、面層在配色上要具有層次感又不相互干擾。點(diǎn)層選用高飽和度配色，尺寸適中，在保證清晰度的同時(shí)又能減少地物遮蓋；線層選用貼合影像原色，比如水網(wǎng)用藍(lán)色，城區(qū)路網(wǎng)、鄉(xiāng)村道路等多采用白色，高等級(jí)道路采用常規(guī)地圖符號(hào)色彩進(jìn)行表達(dá)以區(qū)分等級(jí)；面層進(jìn)行鏤空半透明化處理，比如農(nóng)場(chǎng)、林場(chǎng)僅表示邊線范圍。

地圖注記是地圖符號(hào)的一部分，它配合符號(hào)來說明有關(guān)定性、定量的信息，具有分散性和等級(jí)性[5]。在進(jìn)行注記配置時(shí)，需要根據(jù)幅面情況調(diào)整注記的字體、字大、字色等，形成標(biāo)準(zhǔn)的注記配置規(guī)則，使圖面協(xié)調(diào)的同時(shí)又兼具層次感。影像地圖要使注記突出，需要從符號(hào)上提取顏色保證協(xié)調(diào)性和規(guī)律性，或采用描邊、暈圈的方式將注記層置于上層，按照視覺規(guī)律進(jìn)行設(shè)計(jì)，將注記融入到地圖符號(hào)的構(gòu)成中，使地圖內(nèi)容既豐富又統(tǒng)一。

3.2.2 圖面配置設(shè)計(jì)

完整的專題地圖包括主圖、圖名、圖例、比例尺、文字說明及附圖[6]，協(xié)調(diào)統(tǒng)一的圖面配置能夠使主題突出。從內(nèi)容上看，“一村一圖”的圖面配置主要有版式、附圖以及圖例，一些特殊用圖還包括圖表以及文字說明。具體要求有以下3 點(diǎn)。

（1）配合主題，突出地圖內(nèi)容。為使地圖內(nèi)容篇幅大、位置居視覺中心、色彩突出，項(xiàng)目組在進(jìn)行版式設(shè)計(jì)時(shí)，考慮到影像地圖大篇幅為綠色基調(diào)，因此選用藍(lán)色為版式主題色。

（2）為避免沖突，圖名、圖例、比例尺、指北針、附圖以及說明文字所占篇幅及位置要安排合理。一般以不壓蓋主區(qū)地圖要素為原則，圖名居于正上方，附圖放置于內(nèi)圖廓左上方，圖例放置在右下方。

（3）根據(jù)主區(qū)形狀特征選取橫版或豎版使圖面重心平衡，主區(qū)范圍距離內(nèi)圖廓留15～20 mm 的空白最佳。

3.2.3 制圖模板制作

制作統(tǒng)一的制圖模板，調(diào)用統(tǒng)一的符號(hào)庫(kù)及圖面配置文件。

4 部分關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用效果

4.1 制圖工藝優(yōu)化與改進(jìn)

此項(xiàng)目的難點(diǎn)在于不僅要整合多源數(shù)據(jù)資料確保地圖數(shù)據(jù)的一致性，還要在統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)下進(jìn)行規(guī)模化制圖。項(xiàng)目資料數(shù)據(jù)涉及多種格式，制圖流程繁瑣，單一軟件的功能已不能滿足項(xiàng)目需求，如數(shù)據(jù)處理、地圖整飾需ArcGIS、MAPGIS 與專業(yè)排版軟件配合使用。項(xiàng)目組經(jīng)過深入研究，優(yōu)化和改進(jìn)了面向地圖設(shè)計(jì)人員和地圖作業(yè)的地圖制圖工藝。項(xiàng)目組充分利用專業(yè)排版軟件在平面設(shè)計(jì)上的優(yōu)勢(shì)和ArcGIS 在地圖數(shù)據(jù)處理上的優(yōu)勢(shì)，在數(shù)據(jù)處理和建庫(kù)階段，采用ArcGIS 軟件進(jìn)行操作；在設(shè)計(jì)階段，利用專業(yè)排版軟件進(jìn)行地圖整飾設(shè)計(jì)，之后將各階段設(shè)計(jì)的成果統(tǒng)一至ArcGIS平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)地圖作業(yè)階段一體化快速制圖。作業(yè)員只需在同一軟件平臺(tái)上進(jìn)行地圖編輯和地圖輸出，避免了每次修改需要切換不同軟件進(jìn)行操作。

4.2 地圖制圖專家知識(shí)庫(kù)建設(shè)

此項(xiàng)目的難點(diǎn)是制定完善的制圖規(guī)則和提高自動(dòng)制圖的匹配度。項(xiàng)目組根據(jù)項(xiàng)目需求，構(gòu)建廣西“一村一圖”專家知識(shí)庫(kù)，包含地圖符號(hào)、制圖模板、地圖數(shù)據(jù)規(guī)則、地圖注記規(guī)則、地圖綜合取舍、鄰區(qū)選取、地圖整飾、圖例配置、地圖服務(wù)、數(shù)據(jù)定位、地圖投影等，為快速制圖、出圖奠定了基礎(chǔ)。

4.3 基于模板庫(kù)的快速出圖

此項(xiàng)目的難點(diǎn)是減少人工干預(yù)，提高工作效率，實(shí)現(xiàn)快速批量出圖。項(xiàng)目組利用快速出圖系統(tǒng)，系統(tǒng)程序根據(jù)制圖范圍定位文件，從“一村一圖”地圖數(shù)據(jù)庫(kù)中提取制圖要素，匹配對(duì)應(yīng)縣、市制圖模板，批量完成比例尺計(jì)算、確定圖幅方向、符號(hào)化處理、影像疊置、注記配置、要素綜合取舍以及圖外整飾配置等步驟，自動(dòng)生成對(duì)應(yīng)的村級(jí)制圖工程文件以及底圖數(shù)據(jù)庫(kù)，后期作業(yè)人員僅需依據(jù)出圖標(biāo)準(zhǔn)對(duì)專題要素進(jìn)行少量修改調(diào)整，即可實(shí)現(xiàn)基于基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)的批量化快速制圖。

4.4 批量修改工具研發(fā)

此項(xiàng)目的難點(diǎn)是修改海量的制圖要素參數(shù)。此項(xiàng)目工期緊、數(shù)量大，樣圖設(shè)計(jì)與批量編制工作幾乎同時(shí)進(jìn)行，地圖編制過程中經(jīng)常需要對(duì)地圖的表示方法進(jìn)行修改，在生產(chǎn)后期需要將原來編制的全開地圖放大到雙全開打印。項(xiàng)目組研發(fā)了注記、符號(hào)、模板、比例尺、打印等批量修改的功能，大大提高了地圖修改效率。

4.5 影像數(shù)據(jù)庫(kù)管理

此項(xiàng)目的難點(diǎn)在于作業(yè)效率受影像管理的限制。項(xiàng)目使用的是優(yōu)于1 m 分辨率的衛(wèi)星影像，數(shù)據(jù)量大，一個(gè)縣的影像經(jīng)勻光、勻色后的影像約為100 G，調(diào)用速度較慢，不適合批量作業(yè)生產(chǎn)。為提高數(shù)據(jù)調(diào)用效率，項(xiàng)目組采取分行政村批量裁切存放，通過制圖工程遠(yuǎn)程調(diào)用方式，方便作業(yè)，有效提高了作業(yè)效率。

4.6 應(yīng)用效果

“一村一圖”項(xiàng)目聚焦鄉(xiāng)村地區(qū)基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)建設(shè)，村級(jí)影像地圖填補(bǔ)了鄉(xiāng)村地區(qū)基礎(chǔ)圖件的空白，極大方便了管理者和群眾了解當(dāng)?shù)氐牡乩砦恢谩^(qū)域分布、群眾房屋等基礎(chǔ)村情信息，目前已陸續(xù)為巴馬瑤族自治縣、環(huán)江毛南族自治縣、都安瑤族自治縣、田東縣等9 個(gè)重點(diǎn)幫扶縣提供了村級(jí)影像地圖服務(wù)，為鄉(xiāng)村振興提供了基礎(chǔ)地理信息支撐。

5 結(jié) 語

廣西“一村一圖”工程將測(cè)繪地理信息數(shù)據(jù)成果應(yīng)用普及到農(nóng)村，村鎮(zhèn)重要地物信息以影像地圖的形式直觀、立體、豐富地展示出來，填補(bǔ)了農(nóng)村地區(qū)地圖服務(wù)的空缺。項(xiàng)目組結(jié)合影像地圖制圖工藝以及快速成圖系統(tǒng)，通過制作“一村一圖”模板文件，設(shè)計(jì)符號(hào)庫(kù)規(guī)則、注記配置規(guī)則以及圖面整飾規(guī)則，優(yōu)化了傳統(tǒng)制圖工藝，集成多項(xiàng)批量性功能，實(shí)現(xiàn)了基于基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)的批量化快速制圖，改變了目前缺少村級(jí)基礎(chǔ)地理信息服務(wù)及工作用圖的現(xiàn)狀，為鄉(xiāng)村振興、美麗鄉(xiāng)村規(guī)劃建設(shè)、農(nóng)村環(huán)境衛(wèi)生整治、公共服務(wù)等提供了地理信息支持，有效推動(dòng)了測(cè)繪地理信息應(yīng)用的多元化、普適化發(fā)展。